Konversi Industrial Furnace dan Boiler ke Bahan Bakar Biomasa

Penggunaan bahan bakar biomasa khususnya cangkang sawit (PKS / palm kernel shell) semakin meningkat akhir-akhir ini. Hal tersebut terutama disebabkan mahalnya harga gas alam dan LPG industri (non-subsidi). Ditinjau dari aspek lingkungan hal tersebut adalah suatu kemajuan karena terjadi pengurangan bahan bakar fossil (carbon positive) yang menyebabkan perubahan iklim dan pemanasan global. Industri yang pada awalnya menggunakan tungku (furnace) dan boiler berbahan bakar gas perlu menggantinya menjadi biomasa khususnya cangkang sawit yang merupakan bahan bakar padat. Ketersediaan cangkang sawit juga sangat berlimpah sebanding dengan produk CPO atau perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Biomasa seperti wood chip, wood pellet dan sebagainya pada dasarnya bisa digunakan sebagai bahan bakar tungku (furnace) tersebut, tetapi pertimbangan ekonomi dan kontinuitas supplai menjadi pertimbangan utama. Kualitas cangkang sawit juga hampir menyamai wood pellet dan di pasar internasional memang cangkang sawit adalah pesaing utama wood pellet. Dan apabila dibandingkan dengan biomasa limbah pertanian lain seperti sekam padi, cangkang sawit juga jauh lebih unggul baik dari sisi kalori dan bulk density, sehingga cangkang sawit semakin menjadi favorit.

Saat ini cangkang sawit juga telah menjadi komoditas export terutama untuk pasar Jepang dan Korea. Kedua negara tersebut adalah konsumen cangkang sawit terbesar khususnya di Asia tetapi dengan motivasi utama karena implementasi program lingkungan di negara tersebut. Insentif yang besar diberikan oleh negara kepada perusahaan-perusahaan terutama pembangkit listrik apabila menggunakan bahan bakar biomasa khususnya cangkang sawit karena merupakan kelompok energi terbarukan. Hal tersebut sangat mendorong penggunaan cangkang sawit di kedua negara tersebut. Sementara pemasok utama cangkang sawit yakni dari Indonesia dan Malaysia sebagai produsen CPO terbesar di dunia sekaligus pemilik perkebunan kelapa sawit terbesar di dunia saat ini. Kondisi tersebut tentu akan memunculkan kompetisi khususnya ketika permintaan terhadap cangkang sawit sama-sama besarnya. Ketika kondisi tersebut terjadi maka dibutuhkan strategi khusus untuk menyikapinya, sehingga memberi nilai tambah yang besar bagi Indonesia.

Cangkang sawit adalah bahan bakar biomasa yang hampir tidak ada pengolahan dan langsung bisa digunakan, sedangkan untuk wood pellet dibutuhkan suatu industri untuk pengolahannya. Berdasarkan hal diatas seharusnya cangkang sawit diprioritaskan untuk pasar dalam negeri dan wood pellet untuk pasar export. Ketika produksi wood pellet saat ini masih mengandalkan serbuk gergaji dan limbah-limbah kayu yang jumlahnya terbatas, maka selain kuantitas tidak bisa besar juga aspek lingkungan berupa keberlanjutan (sustainibility) juga sulit didapatkan. Ketika produksi wood pellet dibuat dari kebun energi dengan menanam tanaman energi seperti kaliandra dan gliricidae, walaupun ketersediaan bahan baku bisa lebih terjamin dan mampu untuk kapasitas besar serta aspek lingkungan berupa keberlanjutan (sustainibility) bisa didapat tetapi pada umumnya produsen masih belum tertarik karena rutenya panjang dan perlu menguasai aspek budidaya kebun energi. Produksi EFB pellet bisa menjadi solusi akan hal tersebut. EFB atau tandan kosong sawit sama seperti cangkang sawit adalah limbah padat pabrik sawit yang jumlahnya berlimpah dan saat ini sebagian besar belum dimanfaatkan, untuk lebih detail bisa dibaca disini.

Apabila penggunaan bahan bakar biomasa khususnya cangkang sawit di Indonesia semakin besar maka berarti itu sebanding dengan upaya penurunan gas rumah kaca atau CO2 yang berasal dari bahan bakar fossil. Suatu prestasi dalam bidang lingkungan yang bisa dibanggakan tentunya. Saat ini juga tidak sedikit pabrik-pabrik kelapa sawit yang belum menjual cangkang sawitnya terutama pabrik-pabrik sawit yang berada di kawasan terpencil. Upaya untuk mengambil cangkang sawit di pabrik-pabrik sawit tersebut juga merupakan tantangan tersendiri, tetapi dengan pengguna juga di dalam negeri maka hal tersebut juga lebih mudah. Apabila cangkang sawit untuk pasar export khususnya Jepang yang mensyaratkan kuantitas minimal yang besar yakni rata-rata 10 ribu ton setiap pengapalan dan kualitas cangkang sawit yang ketat (terutama aspek kebersihan dan kekeringan) maka pasar dalam negeri selain volume setiap pengapalan lebih kecil juga persyaratan kualitas juga bisa lebih longgar. Transportasi cangkang sawit ke Jepang dengan jumlah tersebut membutuhkan kapal curah besar, sedangkan untuk pasar dalam negeri cukup dengan tongkang.

Travelling Grate Furnace

Konversi dari bahan bakar gas ke bahan bakar padat khususnya biomasa cangkang memang membutuhkan peralatan yang berbeda berikut aspek operasionalnya. Bahan bakar biomasa khususnya cangkang sawit membutuhkan ruangan lebih besar untuk penampungan, proses pembakaran juga tidak semudah bahan bakar gas, juga dihasilkan limbah padat lagi berupa abu. Pihak industri pengguna bahan bakar cangkang sawit biasanya harus mengganti tungku ataupun boiler mereka dengan tungku atau boiler industri berbahan bakar biomasa khususnya cangkang sawit. Pada dasarnya ada 3 kelompok dari teknologi pembakaran yang bisa digunakan yakni grate, fluidized bed dan pulverized combustion. Aspek pencampuran udara dengan bahan bakar adalah aspek penting dalam pembakaran. Bahan bakar padat memiliki kualitas pencampuran dengan udara yang rendah dibandingkan dengan bahan bakar cair apalagi gas. Pada bahan bakar cair dan apalagi gas, bahan bakar bisa diatomisasi sehingga mendekati ukuran molekul dari udara, sedangkan pada bahan bakar padat tidak bisa. Grate combustion memiliki tingkat pencampuran udara-bahan bakar paling rendah, fluidized bed memiliki tingkat homogenisasi campuran udara-bahan bakar lebih baik dan pulverized combustion memiliki tingkat homogenisasi campuran udara-bahan bakar terbaik yang bisa diperoleh dari pembakaran bahan bakar padat. Pilihan teknologi pembakaran tersebut terutama berdasarkan kapasitas panas yang dibutuhkan dan aspek ekonomi termasuk didalamnya harga alat, biaya operasional dan maintenance.

Migrasi Dari Fossil Based Economy ke Bioeconomy

Melengkapi tulisan tentang bioeconomy di Go Biomass, Go Bioeconomy!, tulisan singkat dibawah ini mencoba mempertajam dan memberi berbagai kaidah atau guideline serta motivasi untuk bersama-sama menangkap peluang bioeconomy secara syar'i dengan menggunakan petunjuk Al Qur'an dan Hadist. Bila pada era fossil based economy, negeri-negeri yang kaya minyak (petro dollar) menjadi negeri-negeri makmur dengan kekayaan yang melimpah, maka di era bioeconomy mendatang kesempatan beralih ke negeri-negeri yang memiliki kekayaan biomasa terbanyak. Biomasa dari tumbuh-tumbuhan dan hewan akan hidup dan berkembang dengan baik di negeri-negeri yang banyak air dan matahari, sehingga negeri-negeri itulah yang berpeluang besar unggul di era bioeconomy nantinya. Hal-hal kunci yang perlu untuk diperhatikan, dipahami dan dikelola dengan baik antara lain bisnis, ekonomi, pertanian, kehutanan, peternakan, perikanan, pangan, energi, industri, biochemical dan biomaterial.

Eropa mencanangkan bioeconomy pada 2030. Di sektor energi penggunaan energi terbarukan dalam RED I ( Renewable Energy Directive) dengan target 20-20-20 yakni efisiensi energi dinaikkan 20%, lalu pemakaian energi terbarukan mencapai porsi 20% pada 2020, akan segera berakhir dan sedang disiapkan RED II yang diusulkan pemakaian energi terbarukan menjadi 27% pada tahun 2030. Porsi energi terbarukan di Eropa baik di RED I maupun RED II biomasa memegang porsi sekitar 70%-nya. Negara-negara di Amerika Utara yakni Amerika Serikat dan Kanada juga mencanangkan energi terbarukan secara masif, misalnya US Department Energy and Agriculture mencanangkan produksi biomasa kering sebanyak minimal 1 milyar ton pada tahun 2040. Sedangkan di Kanada sejumlah negara bagian bahkan telah banyak menutup PLTU dengan batubara dan gas, serta selanjutnya menggunakan energi terbarukan khususnya biomasa. Kota Alberta di Kanada mencanangkan penghentian semua pembakaran batubara dan gas alam pada tahun 2030. Sedangkan di Asia, dua negara di Asia Utara yakni Jepang dan Korea Selatan telah mencanangkan penggunaan energi terbarukan secara masif sejak tahun 2012.  Negara-negara di Asia lainnya juga mencanangkan program penggunaan energi terbarukan, seperti Indonesia pada Kebijakan Energi Nasionalnya, Malaysia dengan National Renewable Energy Policy and Action Plan , Thailand dengan Alternative Energy Development Plan. 

Bioeconomy seperti apa yang akan kita usung? Apa bedanya dengan bioeconomy yang diterapkan di barat dan belahan dunia lain? Mengapa kita memilih bioeconomy tersebut? Bioeconomy dengan berlandaskan Al Qur'an dan Hadist itulah, bioeconomy yang akan kita usung. Bukan seperti di barat yang bingung masih mana tanaman pangan dan mana untuk energi? Bingung mana tanaman biji-bijian untuk pangan manusia dan mana untuk pakan ternak?  Rerumputan misalnya jelas untuk pakan ternak, tetapi biji-bijian bisa untuk pakan ternak dan lebih banyaknya untuk pangan manusia. Buah-buahan umumnya untuk pangan manusia, tetapi bisa juga dalam jumlah lebih sedikit untuk energi. Kayu-kayuan sebagian besar untuk energi. Dengan pembagian yang jelas masalah pangan, pakan, dan energi jangan sampai kita mengalami krisis pangan akibat bahan pangan dipakai untuk energi seperti huru-hara tortilla di Meksiko, maupun terjadi kelangkaan kedelai akibat China menyedot habis produksi kedelai dunia untuk pakan ternaknya. Berdasarkan penyebutan ayat-ayat Al Qur'an tentang pakan, pangan dan energi, maka akan dihasilkan porsi seperti illustrasi grafik dibawah ini. Setidaknya ada 7 ayat di Al Qur'an yang membicarakan tentang pangan, 6 ayat tentang pakan dan 2 ayat tentang energi. Mayoritasnya tanaman untuk pangan manusia, kemudian dalam jumlah hampir sama untuk pakan ternak dan dalam jumlah yang lebih kecil untuk energi. Aplikasi dan penjelasan bisa lebih rinci disini dan disini. 

Ketahanan pangan, energi dan air, harus dilakukan bersamaan. Dan yang penting adalah ini tugas kita sebagai muslim. Apabila peran ini tidak kita ambil, sudah pasti peran tersebut akan diambil oleh orang lain. Apabila hal itu terjadi kepentingan ekonomi, politik maupun kepentingan lainnya yang lebih kuat daripada untuk menjaga kehidupan itu sendiri. Terlebih lagi Allah SWT mengingatkan kita untuk tidak meninggalkan generasi lemah (QS 4:9), tugas untuk memakmurkan bumi (QS 11:61) dan untuk menjaga keseimbangan di alam (QS 55 : 8-9). Sedangkan untuk melaksanakan tugas itu Allah SWT memberi kita petunjuk beserta penjelasannya (QS 2:185), agar bisa menjawab seluruh persoalan dan tantangan jaman kita ini (QS 16:89)-bahkan Allah juga akan mengajari ilmu yang kita belum tahu, bila kita terus meningkatkan ketakwaan kita (QS 2:282).

Dengan serangkaian panduan yang amat detail tersebut, maka bisa dibayangkan bila urusan menjaga keamanan pangan, energi dan air ini dikelola oleh orang yang tidak menggunakan petunjuk-Nya. Dengan mudah mereka akan mengeksploitasi kebutuhan pangan manusia, mengkooptasi mata-mata air yang seharusnya untuk kepentingan bersama dan mengendalikan supplai energi dunia untuk kepentingan ekonomi segelintir manusia saja. Inilah masalah besar dan berat, tetapi bila kita menyerahkan ke orang lain seperti yang kita alami hari-hari ini, kita mengalami krisis tiga dimensi sekaligus, yaitu pangan, air dan energi. Maka seberat apapun, kita harus mulai belajar memikulnya.

Dengan demikian menjadi mudah dipahami, mengapa Nabi Shallallahu 'Alaihi Wasallam mengingatkan umat ini untuk bersyirkah (kerjasama ekonomi) dalam tiga hal :"Orang-orang muslim itu bersyirkah dalam tiga hal, dalam hal padang rumput (lahan), air dan api (energi)". (HR. Sunan Abu Daud). Tiga hal yang diluar sana disebut FEW (Food, Energy, Water), dan menjadi perebutan bahkan menjadi alasan perang, sedangkan dalam dunia Islam malah bisa menjadi titik awal pemersatunya. 

Photo diambil dari sini 

Jauh sebelum dunia modern mengenalkan konsep bioeconomy, muslim sudah selama 1000 tahun lebih berjaya memakmurkan bumi di sebagian besar wilayah dunia, yaitu pada dari masa di Andalusia kemudian dilanjutkan oleh Turki Usmani - Dan baru berakhir ketika penjajah Napoleon memasuki Mesir di awal abad 19. Beberapa waktu lalu Chinese Academy of Science mengadakan workshop di Beijing, judulnya Workshop on Agriculture Culture and Sustainable Development in Asia dengan pembicara Andrew M Watson, professor Sejarah Ekonomi dari University of Toronto -Canada. Professor tersebut sangat menguasai sejarah pertanian Islam, karena lebih dari 30 tahun sebelumnya menerbitkan buku "Agricultural Innovation in the Early Islamic World, The Diffusion of Crops and Farming Techniques, 700-1100" (Cambridge University Press, New York 1983). 

Sang professor-pun mengakui bahwa di rentang waktu sangat panjang tersebut, memang pertanian Islam-lah yang maju. Dia mencatat misalnya, di masa sebelum Islam, pertanian bangsa Romawi, Byzantium dan sebagainya, masih sangatlah sederhana. Paling banter lahan hanya di pakai sekali dalam setahun, dan lebih seringnya hanya sekali dalam dua tahun. Pajak tanah yang tinggi di wilayah Romawi kala itu juga semakin mempersulit aktivitas pertanian. Bahkan semua istilah keren yang kini digandrungi oleh banyak petani modern seperti permaculture, organic farming, natural farming, sustainable agriculture dan lain sebagainya sesungguhnya hanyalah baru sebagian kecil dari Islamic Agriculture yang meliputi aspek yang sangat luas dari dunia pertanian. Maka di pergantian jaman dari fossil-based economy ke arah bio-based economy atau bioeconomy inilah muslim kembali kembali berjaya. InsyaAllah. 

Produksi BBM Seramah Mungkin Dengan Lingkungan

Bagaimana mungkin menghasilkan BBM yang ramah lingkungan? Bukankah BBM itu sendiri adalah bahan bakar yang tidak ramah lingkungan karena emisi terutama CO2 yang merupakan Carbon Positive membuat bumi semakin panas? Tetapi juga bukankah saat ini sebagian besar bahan bakar yang kita gunakan juga sebagian besar masih berupa fossil fuel? Dan kita sedang bersiap-siap untuk kembali menggunakan energi terbarukan sebesar mungkin porsinya bahkan kalau mungkin 100%, tetapi untuk mencapai ke sana tentu perlu waktu dan perlu proses. Semakin hari, semakin tahun, semakin banyak pula porsi energi terbarukan dicanangkan dalam penggunaan sehari-hari, tetapi proyeksi antara 10 sampai 20 tahun ke depan, memang energi fossil masih mendominasi yakni sekitar 80%.

Jadi untuk bisa produksi BBM seramah mungkin dengan lingkungan berarti proses produksi BBM ramah lingkungan dan produk BBM itu sendiri juga ramah lingkungan. Dalam pemberlakuan standard Euro di Eropa yakni standard emisi kendaran yang diperbolehkan, ada tiga aspek  yang ditinjau yakni : kualitas bahan bakar, kualitas mesin (kendaraan) dan perilaku manusia sebagai pengguna kendaraan tersebut. Pola Standard Euro kini telah diadopsi oleh banyak negara sebagai sarana untuk menurunkan tingkat emisi seramah mungkin dengan lingkungan.  Hampir semua negara ASEAN paling tidak telah menerapkan Standard Euro 2. Srilanka menerapkan Euro 2 tahun 2004 dan Euro 3 tahun 2007, India menerapkan Euro 2 tahun 2001 dan Euro 3 tahun 2005. Standard Euro tertinggi saat ini adalah Standard Euro 6. Saat ini, standar Euro telah menjadi acuan umum diikuti, bukan semata-mata isu lingkungan, tetapi juga semata-mata kepentingan persaingan bisnis otomotif. Jika suatu negara tidak menerapkan standar Euro, maka produksi industri otomotifnya bakal kalah bersaing di pasar internasional.

Suatu pabrik BBM (kilang minyak) yang mampu atau bisa diupgrade hingga menghasilkan kualitas BBM (bahan bakar diesel dan bensin) hingga standard Euro 4 atau 5, akan menjadi kebutuhan dalam beberapa waktu ke depan.  Salah satu konfigurasi pabrik BBM yang bisa digunakan yakni integrasi Full Conversion Hydrocracker (FCHC) dan Diesel Hydrotreater (DHT). FCHC akan memaksimalkan produksi minyak diesel yang memenuhi kualitas seperti sulphur rendah, tinggi angka cetane dan sebagainya. DHT untuk menurunkan kadar sulphur kandungan minyak diesel yang tinggi kandungan sulphur yang berasal dari Crude and Vacuum Distillation Unit ( CDU/VDU) dan Delayed Cooker Unit (DCU). DHT juga meningkatkan angka cetane (cetane number) yang mampu mencapai target Euro 3 dan 4.

DCU dengan proses thermal cracking akan memproduksi distillate product diantaranya naphta dan petcoke. Petcoke dapat digunakan sebagai bahan bakar padat pada pembangkit listrik dalam kilang (refinery) tersebut. Circulated Fluidised Bed Combustion (CFBC) boiler selanjutnya digunakan untuk pembangkit listrik melalui Steam Turbine Generators (STG) dengan menggunakan bahan bakar padat. Di sinilah bahan bakar terbarukan seperti wood pellet juga dapat digunakan sebagai sumber energi. Pada teknologi CFBC mendasarkan pada kumpulan padat (zat padat) yang diubah sifatnya seakan-akan seperti zat cair (fluida). Ketika udara dihembuskan secara tegak lurus ke dalam wadah dari arah bawah, kumpulan partikel bahan bakar akan terangkat ke atas. Karena hembusan udara tadi, maka secara fisik kumpulan partikel itu mengalami perubahan volume yang dapat dilihat dengan bertambah tingginya permukaan lapisan partikel. Semakin tinggi kecepatan udara yang dihembuskan, campuran bahan bakar bergerak secara acak dengan kecepatan tinggi, sehingga proses pembakaran terjadi secara merata dan berlangsung secara cepat. Dalam hal ini cofiring biomasa dari wood pellet dengan petcoke sangat dimungkinkan. Saat ini pada umumnya pembangkit listrik untuk kilang minyak menggunakan bahan bakar naptha atau gas, sehingga konfigurasi petcoke dengan CFBC boiler untuk pembangkit listrik akan menjadi pilihan pada masa mendatang.

Proses Naptha Hydrotreating Unit (NHT) termasuk menggunakan catalytic treatment pada naptha untuk memisahkan sulphur dan sejumlah pengotor (kontaminan) dan akan mampu menghasilkan produk naptha fraksi ringan hingga berat untuk umpan Naptha Splitter Unit (NSU). Pada blok produksi bensin, hal kritis lainnya adalah pada Continous Catalyst Regeneration & Reforming Unit (CCR) yang memproduksi angka oktan tinggi dari fraksi berat naptha hingga akhirnya menjadi bensin tanpa timbal. Kompromi antara faktor lingkungan, teknologi dan keekonomian akan menjadi  pertimbangan utama untuk menghasilkan produk BBM seramah mungkin dengan lingkungan.  

Menengok Pasar Wood Pellet Asia

Proyeksi pertumbuhan pasar wood pellet mengindikasikan Eropa sebagai pasar utama dengan konsumsi 25-30 juta ton pada 2020, sekitar 2,5 kali lipat dibandingkan konsumsi pada tahun 2010 12 juta ton.  Negara-negara produsen wood pellet utama saat ini yakni Kanada, Amerika Serikat, Swedia dan Jerman. Amerika Serikat adalah penghasil wood pellet terbesar tetapi mayoritas produksinya untuk konsumsi dalam negerinya untuk pemanas ruangan (home heating), sedangkan Kanada sebagai produsen wood pellet terbesar setelah Amerika Serikat, sekitar 80% produksinya untuk eksport. Perubahan pasar yang besar terjadi di pasar Asia yakni dari kurang 1 juta ton pada 2010  ke sekitar 15 juta ton pada 2020. Produksi wood pellet global juga mengalami peningkatan yakni tumbuh sampai 300% dari 2012 ke 2020 dari 16 juta ton ke 40-50 juta ton.

Global Energy Production by source

Daerah-daerah yang mampu memproduksi wood pellet dengan harga murah akan menjadi pengeksport wood pellet utama. Dua komponen biaya yang sangat berpengaruh pada produksi wood pellet adalah harga bahan baku sampai pabrik dan biaya transportasi ke pasar. Posisi Indonesia yang berada di kawasan Asia dengan iklim tropis sehingga potensial untuk menjadi penghasil biomasa terbesar mempunyai peran strategis menjadi produsen wood pellet untuk pasar Asia. Dibawah ini ada 3 negara utama di Asia sebagai pasar wood pellet :

Konsumsi Energy Korea Selatan Berdasar Tipe.
Sumber : Economic Intelligence Unit 2009

Perkembangan Pasar Korea Selatan
Meskipun Korea Selatan adalah negara kecil, tetapi merupakan negara urutan ke-10 dunia pengguna  energi dengan urutan kelima importir minyak dan urutan kedua importir batubara. Saat ini memproduksi sekitar 65% dari kelistrikannya dari bahan bakar fossil. Korea Selatan serius untuk mengurangi emisi gas rumah kaca ke 30% penurunan emisi CO2 dari level 2010 pada tahun 2020. Korea Selatan juga telah mengeluarkan Renewable Portofolio Standard (RPS) yang mensyaratkan PLTU batubara untuk minimum menggunakan 2% energi terbarukan pada 2012, dengan peningkatan 0,5% /tahun sampai 2020.  Pada tahun 2020 mereka akan membutuhkan minimum 10% energi terbarukan dengan komposisi diharapkan 60% energi terbarukan berasal dari biomasa kayu, sedangkan 40% sisanya dari sumber lain.

Portofolio Energi Jepang (Sebelum Tragedi PLTN Fukushima)
Sumber : U.S. Energy Information Administration 2010

  

Perkembangan Pasar Jepang
Jepang hampir tidak memiliki sumber daya alam, sehingga meng-import hampir semua hampir semua batubara, minyak dan gas. Jepang adalah negara pengimport gas alam terbesar dan minyak bumi urutan kedua di dunia. Sejak kecelakaan atau meledaknya PLTN Fukushima tahun 2011, pemerintah Jepang mereview kebijakan energi nasional dan pengembangan sumber daya. Kebijakan tersebut mengindikasikan untuk 10 sampai 20 tahun ke depan untuk energi terbarukan, peningkatan penggunaan energi non-fossil sampai 50% dan penurunan gas rumah kaca pada pembangkit listrik dari 34% ke 70% pada tahun 2030.

Konsumsi Energi China Berdasar Tipe
Sumber : Economic Intelligence Unit 2009

Perkembangan Pasar China
China saat ini adalah pengguna energi terbesar kedua setelah Amerika Serikat. Energi menjadi pondasi pertumbuhan energi China. Batubara adalah energi utama di China yang menjadikan negara ini pengguna terbesar batubara di dunia. Meskipun sangat sedikit kebijakan energi terbarukan diumumkan oleh pemerintah China, China dalam rencana lima tahunannya mengalokasikan USD 750 juta pada subsidi langsung, insentif dan tax exemptions untuk membangun 200 demo proyek green energy pada 2015 atau minimal 15% dari kebutuhan energi dari energi terbarukan. China juga telah mengeset produksi energi biomasa dengan target setara 50 juta ton batubara pada 2012.

Meskipun dalam rencana 5 tahun tersebut tidak mengindikasikan spesifik proyek green energy untuk ditangani, sejumlah asumsi menyatakan China akan memproduksi wood pellet untuk mengganti batubara. Mayoritas produksi wood pellet juga berasal dari produksi dalam negri sehingga import-nya masih minimal.

Menanam Pohon Untuk Menjawab Berbagai Masalah Dunia

Dengan menanam berbagai masalah esential manusia dalam kehidupan bisa teratasi, yakni pangan (food), energi dan air (water). Masalah-masalah tersebut saat ini dihadapi oleh manusia karena berbagai kerusakan lingkungan yang juga diakibatkan oleh ulah tangan-tangan manusia itu sendiri. Ada banyak jenis tanaman yang diciptakan Allah SWT di alam ini, sehingga memilih salah satu yang paling sesuai adalah hal yang perlu kita lakukan. Menghidupkan tanah mati dan menjadikannya produktif sehingga produktif bagi kehidupan manusia, tentu adalah hal yang sangat dianjurkan apalagi ketika dunia didera oleh berbagai krisis seperti pangan, energi, air bersih termasuk udara yang bersih menyegarkan. Saat ini diperkirakan ada 1 milyar manusia di muka bumi ini yang menghadapi masalah kelaparan. Jutaan hektar tanah masih terlantar dan belum dimanfaatkan, bahkan secara global setiap tahunnya ada kurang lebih 6 juta hektar tanah atau lahan pertanian yang menjadi gurun pasir (desertifikasi = penggurunan) akibat terbengkelai dan tidak dimanfaatkan. Luas hutan yang terus menyempit sehingga masih sangat jauh dari standar kebutuhan minimal bagi suatu kawasan adalah suatu keprihatinan tersendiri.

Ketika kondisi tanah telah rusak sehingga perlu segera dipuihkan maka jenis tanaman polong-polongan (leguminosae) adalah jenis yang paling cocok pada kondisi tersebut.  Hal ini karena tanaman jenis polong-polongan memiliki karakteristik : mendinginkan/melembabkan permukaan tanah, akarnya berbintil-bintil karena mampu mengikat nitrogen dari atmosfer artinya mampu menuburkan tanah rusak / tandus tersebut, dan mampu mencegah terjadinya erosi. Kaliandra adalah jenis tanaman polong-polongan (leguminoceae) yang cocok untuk kondisi tersebut. Hasil utama kayu untuk energi seperti untuk produksi wood pellet dan hasil samping berupa daun untuk peternakan kambing atau sapi serta  bunga untuk peternakan lebah adalah untuk menjawab masalah pangan. Integrasi kebun/hutan kaliandra tersebut dengan peternakan kambing/sapi akan menjadikan usaha tersebut optimal. Selain itu sumber air baru juga sangat mungkin muncul akibat dari kebun atau hutan kaliandra tersebut. Tanaman kaliandra yang bisa dipanen relatif cepat yakni rata-rata 1 tahun dan masih bisa produktif hingga sekitar 25 tahun ke depan tanpa harus menanam setiap tahunnya karena dengan pola trubusan, memiliki daya tarik tersendiri. Selanjutnya di sela-sela tanaman kaliandra tersebut bisa ditanam dari jenis lain yang disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi setempat, sebagai contoh kalindra dengan jagung, kaliandra dengan pisang, kaliandra dengan pinus, kaliandra dengan zaitun, kaliandra dengan kurma dan sebagainya.

Kaliandra usia 1 minggu

Kaliandra usia 2 minggu

Pembibitan tanaman kaliandra untuk kebun energi seluas 1200 ha

 

Hal lain yang perlu kita syukuri adalah posisi kita di daerah tropis dengan alam yang indah, wilayah yang luas  dan tanah yang subur (sebelum rusak).  Dengan iklim tropis tersebut matahari akan bersinar sepanjang tahun sehingga proses photosintesa dari tanaman akan berjalan secara optimal hal ini akan mempercepat produktivitas tanaman seperti kaliandra tersebut. Dengan kondisi tersebut  produktivitas kayu kaliandra di Indonesia rata-rata 4 kali lebih cepat dengan tanaman poplar/willow di daerah sub-tropis atau butuh waktu 1 tahun di Indonesia yang sama dengan 4 tahun di daerah sub-tropis untuk jumlah hasil kayu yang sama. Apabila semua dioptimalkan maka Indonesia sangat mungkin akan menjadi penghasil biomasa terbesar di dunia yang mampu menjawab berbagai masalah dunia.  Sedangkan di sektor energi kondisi tersebut sangat sesuai ketika dunia juga berlomba-lomba untuk menurunkan suhu bumi dengan gelombang energi biomasa-nya.

Wood Briquette Tertinggal 25 Tahun dari Wood Pellet

Kawasan-kawasan atau daerah-daerah yang biasa dengan membakar kayu (wood burning application) maka akan cocok menggunakan wood briquette dan kurang cocok apabila menggunakan wood pellet. Berbagai kawasan di berbagai belahan dunia menggunakan kayu untuk pemanas ruangan (wood burning stove atau boiler) ataupun untuk memasak.  Apabila rasio pengguna kayu sebagai bahan bakar lebih banyak maka usaha atau produksi wood briquette akan lebih menarik daripada wood pellet. Secara global wood briquette memang kalah populer dibandingkan wood pellet, sehingga produksi wood briquette juga jauh dibawah wood pellet. Wood briquette juga punya karakteristik tersendiri dibandingkan wood pellet.

Secara umum produksi wood briquette juga lebih mudah dibandingkan wood pellet. Ukuran partikel, bahan baku, kadar air dan operasional sedikit lebih longgar dibandingkan persyaratan untuk produksi wood pellet. Semua wood pellet memiliki bentuk silindris yang hanya dibedakan diameter silinder tersebut, dan yang umum digunakan yakni diameter 6 mm dan 8 mm, sedangkan pada wood briquette selain bentuknya bisa bermacam-macam dari segi ukuran juga bermacam-macam, misalnya dari yang diameter 50 mm (5 cm) hingga 90 mm (9 cm). Wood pellet hampir semua menggunakan mechanical compression pada produksinya sedangkan pada wood briquette ada beberapa pilihan compression, yakni mechanical, hydraulic dan extrusion (screw). Teknologi kompresi pada pembriketan yang berbeda juga akan menghasilkan karakteristik produk yang berbeda, misalnya perbedaan pada mechanical compresssion (ram/piston briquette) dengan extrusion (screw briquette).  Bahan baku yang bisa dibuat pellet hampir bisa dipastikan bisa dibuat briquette, tetapi semua bahan baku yang bisa dibuat briquette belum tentu sukses untuk dibuat pellet. Density atau kepadatan wood briquette juga lebih tinggi dibandingkan wood pellet, yakni berkisar 1.000 - 1.400 kg/m3 (62,4 - 87,4 pound/ft3) sedangkan pada wood pellet berkisar 700 - 800 kg/m3  (43,7 - 50 pound/ft3).

Screw (extrusion) Wood Briquette

Sedangkan apabila dibandingkan dengan kayu (round wood/log) yang biasanya mampu menyala (burning time) sekitar 30 menit maka dengan kepadatan (density) yang tinggi pada wood briquette membuatnya memiliki waktu nyala sekitar 6 – 7 kalinya. Faktor lain yang menyebabkan tingginya waktu nyala tersebut adalah kadar air yang rendah dibandingkan kayu. Dalam banyak hal proses produksi wood briquette memiliki banyak kesamaan dengan wood pellet atau dalam kelompok teknologi pemadatan biomasa (biomass densification). Walaupun sama-sama karbon netral karena sama-sama bahan bakar biomasa, tetapi pada proses pembakaran wood briquette menghasilkan emisi 60% lebih sedikit daripada menggunakan kayu bakar. Untuk daerah-daerah dingin yang banyak membakar kayu untuk perapian (penghangat ruangan), maka pilihan wood briquette adalah tepat.

Italia, Pengguna Wood Pellet Untuk Pemanas Ruangan Terbesar di Eropa

Berbeda dengan kawasan Asia pada umumnya yang menggunakan wood pellet untuk bahan bakar pembangkit listrik atau boiler pada sejumlah industri, kawasan Eropa dan Amerika menggunakan wood pellet sebagai pemanas ruangan dalam jumlah besar. Jumlah penggunaan wood pellet untuk pemanas ruangan (home heating) di kawasan tersebut tidak terlalu jauh berbeda dengan penggunaan wood pellet untuk pembangkit listrik dan boiler industri. Italia adalah negara di Eropa yang tercatat sebagai pengguna wood pellet terbesar untuk pemanas ruangan yakni 2,5 juta ton pada tahun 2013 dengan proyeksi kenaikan 15% setiap tahunnya atau menurut ekspektasi heating market growth dan pernyataan National Renewable Energy Action Plan, penggunaan wood pellets akan mencapai 3,5 juta ton pada 2015 dan 5 juta ton pada 2020.

Pertumbuhan penggunaan pellet tersebut akibat program insentif unik dari pemerintah Italia tentang energi terbarukan, yakni Conto Termico (Feed-in-tarrifs for heating and cooling), yang dilakukan oleh Kementrian Pengembangan Ekonomi pada akhir 2012.  Insentif Conto Termico tersebut didasarkan pada nominal power (kW), estimasi jam operasi (berdasar pada zone iklim), koefisien insentif, dan level emisinya. Insentif tersebut diberikan pada setiap 2 tahun untuk stove dan 5 tahun untuk boiler. Potongan pajak (tax deduction) juga diberikan dalam 10 tahun untuk 50% pengeluaran biaya pembelian dan pemasangan pellet stove. Keputusan tersebut menganggarkan 700 juta Euro untuk proyek-proyek yang diimplementasikan pihak-pihak swasta (individual, blok apartement dsb). Italia sebagai salah satu negara di Eropa maka upaya-upaya tersebut diatas adalah bagian dari EU Renewable Directive, yang menginstruksikan pemakaian energi terbarukan hingga 20% dalam bauran energi mereka pada tahun 2020.  

Saat ini sekitar 2 juta stove dan 200.000 boiler terpasang di rumah-rumah di Italia, dan pemasaran kedua produk tersebut cukup stabil dan kuat. Salah satu produsen pellet stove bahkan telah membuat suatu aplikasi yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan berinteraksi jarak jauh dengan pellet stove tersebut menggunakan smart phone. Untuk menghidupkan dan mematikan, mengeset temperature, memprogram jam operasi, atau bahkan mendengarkan proses pembakaran dalam pellet stove tersebut. Aplikasi tersebut juga bisa memberitahu ketika stove kehabisan pellet, atau jika pembakaran yang terjadi tidak sempurna atau bahkan memanggil penyedia layanan purna-jualnya. Adanya kaca yang mampu melihat nyala api dan peningkatan efisiensi hingga 94% dengan konveksi alamiah adalah keunggulan lain dari pellet stove tersebut.



Besarnya permintaan pellets tersebut ternyata tidak bisa dipenuhi sepenuhnya oleh produksi dalam negeri, atau hanya satu bagian kecil saja yang masih bisa dicukupi dari produksi dalam negeri, sehingga Italia mengandalkan import pellet untuk memenuhi kebutuhannya tersebut.  Kondisi produksi wood pellet dari kawasan Eropa sendiri juga tidak mampu untuk memenuhi kebutuhan tersebut sehingga import dari dari benua lain juga meningkat. Produksi wood pellets Italian diperkirakan hanya 300.000 ton/tahun sedangkan kebutuhan mencapai lebih dari 3.000.000 ton untuk tahun ini.

Kualitas wood pellets untuk pemanas rumah tangga pada umumnya lebih tinggi daripada wood pellets industri. Kualitas premium ENplus A1 pellets adalah kualitas standar yang digunakan untuk pemanas ruangan. Premium A1 pellets adalah level kualitas tertinggi wood pellet khususnya untuk private end user. Selain itu hampir 60% dari supplier pellet tersebut juga telah mendapatkan sertifikat ENplus. Sejumlah distributor juga mengatakan bahwa sertifikat ENplus bagus untuk sejumlah perusahaan Italia tetapi tidak dibutuhkan oleh mayoritas. Hal ini karena sertifikat Enplus tersebut membutuhkan biaya tambahan ekstra yang dampaknya berpengaruh pada harga pasar wood pellet yang sensitif.        

Wood pellet didatangkan ke Italia dengan menggunakan 3 cara. Bulk shipment yang datang dengan kapal adalah biaya termurah tetapi dengan hampir semua distributor di Italia dengan kapasitas kecil, mereka tidak mampu menangani volume besar tersebut. Pilihan kedua adalah menerima pellet yang telah dikantongi (bagged) atau bulk containers, tetapi sebagian besar distributor lebih menyukai dengan dikantongi (kemasan plastik). Cara ketiga adalah dengan truk, yang bisa setiap hari datang dengan kemasan plastik 15 kg atau ukuran besar (jumbo bag). Italia juga bisa dikatakan konsumen wood pellet dalam kemasan terbesar di Eropa.

Berpacu Menurunkan Suhu Bumi (Bagian 2)

Biomasa sebagai bahan bakar 'carbon neutral' tentu tidak berdiri sendiri sebagai suatu skenario besar untuk menurunkan suhu bumi akibat pemanasan global oleh emisi gas rumah kaca. Kelebihan biomasa sebagai sumber energi terbarukan dengan penggunaannya yang stabil, dalam artian tidak terpengaruh oleh kondisi iklim dan cuaca menjadi produk yang diandalkan dalam berbagai skala aplikasinya. Upaya mengoptimalkan potensi biomasa sebagai sumber energi bisa ditinjau dari sisi pasokan hingga pemanfaatannya.

Dari sisi pasokan, maka keterjaminan pasokan biomasa sebagai bahan baku adalah hal mutlak jika akan digunakan sebagai sumber energi utama, untuk itu sejumlah upaya mulai dari mengumpulkan berbagai limbah biomasa yang pada awalnya hanya dibuang hingga mencari spesies tanaman dengan rotasi cepat (SRC), produktivitas tinggi dan berefek positif di alam dengan dibuat kebun energi. Salah satu tanaman tersebut adalah kaliandra untuk daerah tropis sedangkan di daerah sub-tropis seperti Eropa menggunakan spesies poplar dan willow. Kita patut bersyukur kepada Allah SWT karena lokasi di Indonesia yang beriklim tropis membuat produktivitas tanaman kaliandra bisa 4 kali lebih cepat daripada yang beriklim sub tropis atau konkritnya 4 tahun poplar dan willow di Eropa sama seperti 1 tahun kaliandra di Indonesia.

Sedangkan ditinjau dari pemanfaatannya, energi biomasa harus bisa dimanfaatkan secara luas, mudah, murah dan efisien. Biomasa bisa dimanfaatkan ditempat ataupun digunakan ditempat lain yang cukup jauh. Pada penggunaan di tempat atau yang jaraknya dekat, biomasa hanya diseragamkan ukurannya atau ditambah pengeringan. Sedangkan untuk digunakan pada lokasi cukup jauh biomasa tersebut perlu ditambah proses lagi berupa dipadatkan seperti dalam bentuk pellet atau briket. Biomasa tersebut lalu diproses rute thermal (yang paling populer) dengan pembakaran, pirolisis atau gasifikasi untuk mengekstrak kandungan energinya.

Saat ini posisi Eropa telah melampaui Amerika Utara dalam berpacu menurunkan suhu bumi atau upaya mengurangi pemanasan global. Setelah sebelumnya Uni-Eropa menerapkan RED (EU's Renewable Energy Directive) yang biasa dikenal target 20-20-20 atau yang dimaksudkan adalah mandat untuk menurunkan 20% emisi gas rumah kaca dari tahun 1995 sebagai level dasarnya; menurunkan 20% konsumsi energi; dan untuk 20% untuk energi terbarukan. Hal ini juga yang membuat Eropa adalah konsumen atau pasar terbesar wood pellet dengan perkiraan 80% dari produksi dunia, lalu diikuti Amerika Serikat dan posisi ketiga, Korea Selatan.

Saat ini Uni-Eropa sedang mendekati tahun 2020 untuk realisasi target 20-20-20 tetapi disisi lain mereka mulai menyiapkan rancangan untuk kebijakan baru masalah iklim dan energi dari tahun 2020-2030. Uni-Eropa telah mengusulkan target baru 2030 termasuk menurunkan 40% emisi gas rumah kaca, menurunkan 30% konsumsi energi dan 27% untuk penggunaan energi terbarukan. Saat ini mereka juga sedang mencari strategi untuk mencapai target 2030. Sejarah juga menunjukkan bagaimana kebijakan biomasa adalah pendorong utama untuk perkembangan pasar pellet di Eropa. Hal ini juga yang banyak digunakan sebagai model kawasan atau negara tertentu untuk menerapkan  kebijakan energi terbarukan khususnya biomasa.